[发明专利]基于高精度辅助相机和球靶标的多摄像机全局校准方法

权利要求书

1.一种基于高精度辅助相机和球靶标的多摄像机全局校准方法，其特征在于：该方法的步骤为：

步骤(1)、安装固定内参已提前标定过的多个摄像机，在每个待校准摄像机视场内合适位置处摆放至少三个球靶标，并避免相互遮挡，在合适位置固定一个高精度全局摄像机，使所有球靶标都在其视场之内，并以全局摄像机坐标系为世界坐标系；

步骤(2)、将球靶标在合适位置摆放多次，每个待校准摄像机拍摄各自视场内的球靶标，全局摄像机拍摄所有球靶标；

步骤(3)、对于每一组球靶标，重构它们的球心在摄像机坐标系和世界坐标系中的三维坐标，并利用非线性优化的方法求解摄像机坐标系和世界坐标系的转换矩阵，从而完成所有摄像机的全局校准；

其中，在建立球投影模型的过程中，首先通过向量数量积的方式得到圆锥曲面方程的向量形式，再把圆锥曲面方程的向量形式转换为参数方程形式，即转换为带有三个参数的参数方程，并据此得到球投影椭圆曲线的参数方程，使用球图像边缘上的一组采样点来拟合椭圆曲线的参数方程，从而得到三个参数的解析解，进而可以得到球心三维坐标。

2.根据权利要求1所述的基于高精度辅助相机和球靶标的多摄像机全局校准方法，其特征在于：所述的高精度全局摄像机分辨率比待校准摄像机高。

3.根据权利要求1所述的基于高精度辅助相机和球靶标的多摄像机全局校准方法，其特征在于：在求解摄像机坐标系到世界坐标系的转换矩阵时，采用同名坐标统一法来计算。

4.根据权利要求1所述的基于高精度辅助相机和球靶标的多摄像机全局校准方法，其特征在于：在摆放球靶标时，所有球靶标形成一个不具对称性的空间立体结构，每个球心到其它球心之间的距离作为此球心的一个标识向量，通过匹配标识向量，实现摄像机坐标系和世界坐标系中对应球心之间的匹配。